造 船 の 最 先 端を見 つ める技 術 情 報 誌

NEWSNo.103
DEC 2018

造 船 の 最 先 端を見 つ める技 術 情 報 誌

NEWSNo.103
DEC 2018

CONTENTS
東京都観光汽船株式会社旅客船「エメラルダス」就航
3西アフリカ事情「ギニアの海事セクター」
6
SHIP

SA

FETY

2018 年度 JICA「船舶安全 Ship Safety」研修コースについて
9

2018 年度東京 MOU「ポートステートコントロール検査官一般研修（GTC8）」について
10

ステレオ PIV による流場計測の実用化について
11

造船設計ノート高速艇の復原性と安定性（3）15NEWS

総合コンサルティング事業室の活動事例紹介
21

当センターは東日本大震災復興キャンペーンを応援しています。

一般財団法人 日本造船技術センター〒 180-0003 東京都武蔵野市吉祥寺南町 1 丁目 6 番 1 号 吉祥寺スバルビル 3 階 TEL 0422-40-2820 FAX 0422-40-2827

2

SRC NEWS No.103 December 2018

東京都観光汽船株式会社旅客船「エメラルダス」就航

1. はじめに
東京都観光汽船株式会社殿は、東京港および隅田川で定期航2. 本船の基本コンセプト
本船の建造に当たり、東京都観光汽船株式会社殿が決定され

路船舶を運航している。隅田川航路を航行する船舶を指して通た要求事項は以下のとおりです。

称「水上バス（川航路 / 川船）」、東京港日の出桟橋を起点とす（1）「ヒミコ」と同等クラスの大きさ

る東京港内航路を航行する船舶を指して通称「海上バス（海航（2）旅客室は、東京都渋谷区の一級建築士事務所タカトタマガ

路 / 海船）」という呼称を使用している。

ミデザイン殿設計の内装により「ヒミコ」と「ホタルナ」よ「エメラルダス」は、アニメ界の巨匠・松本零士氏がデザイン

りも大人のムード漂うものとして、完成され、座席の指定

した、「ティアドロップ（涙滴）」をイメージに、「子供達が見てが出来るコンパートメントを 3 か所設置

思わず乗ってみたい」と思う船を目指したシリーズ旅客船で、「ヒミコ」「ホタルナ」に続く第三弾です。

（3）離着岸の利便性を考慮し、十分な能力のバウスラスターを設置

神戸市の金川造船株式会社殿にて、平成 30 年 7 月に完成し、平成 30 年 8 月 4 日から就航している。
当センターでは、新船舶の建造監理を行いました。
船名は松本零士氏の漫画作品の銀河鉄道 999 をはじめとするいくつかの作品に登場するクイーンエメラルダスから、「エメラルダス」と命名されました。
なお、船首両舷の船名表記では、「エメラルダス」ですが、Queen Emeraldas との英文表記も付されております。
以下に本船の概要と性能を紹介致します。
レインボーブリッジ下航行中

SRC NEWS No.103 December 20183

3. 本船の概要（1）一般配置
上甲板下は前より、船首倉庫、スラスター室、タンク室、機関室、舵機室の 5 区画としており、機関室には、主機関 1 基及び発電機 1 基、配電盤、空調機用圧縮機等を効率よく配置し、騒音、振動にも配慮した構造としております。
上甲板上には前より、前部客室、売店、後部客室、便所等を配置しております。
前部客室床面にはセラミック材を、後部客室床面には、滑り前部客室

止め加工を施したアルミ材を、遊歩甲板床面にはコルク材をそLED 照明による色彩変更

れぞれ施工しております。船首部中央に配置された操舵室は、バリアフリー席及び車椅子スペースが配置され、後部客室右客室から操船作業等がみられるようにし、子供たちのみならず、舷には多目的トイレ（バリアフリートイレ）が配置されており大人であっても乗組員の操船を見て取れるよう、最小限の閉鎖ます。後部客室左舷には、一般用トイレが設置されており、両とした。

トイレともに、間接照明を採用し落ち着いた雰囲気を醸し出している。

客室から操舵室を望む

バリアフリートイレ

トイレ内の多目的スペース

旅客室の天蓋部分の 90% 以上にわたり強化ガラスを三次元に加工し、船体上面の曲線をクイーンエメラルダスの名に恥じぬよう、優美な曲線に仕上げている。

右舷のコーパートメント（2）主要目旅客船

船質

鋼

客室前方から売店を望む

船型

平甲板型

両舷にガルウイングの出入り口を、船首両舷側にもガルウイ

資格JG・第 2 種船

主要寸法

全長

34.50m

登録長さ

32.21m

ングの出入り口を設置し、乗船時間が楽しいものになるとの期待ができるものとなっている。

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用途

SRC NEWS No.103 December 2018

幅

8.40m

深さ

2.30m

速力

約 10 ﾉｯﾄ

総トン数

132 総トン

航行区域

河川港内（1.5 時間未満）

最大搭載人員旅客 100 名

乗組員 4 人

主機関

423kW

1基

主発電機

150kVA

1基（3）主要装備

操舵装置

1式

監視カメラ装置

1式

4. 本船の特徴（1）船体特徴

遊歩道利用状況（4）旅客設備
前部客室は、〇〇席の立ち席を配置しイベントにも使用できるよう出力 1000kW のパワードミキサー、DJ 機器、ミュージ

本船は、大半を曲面ガラスで囲んだ旅客空間が特徴的であり、シャン持ち込みのギター・ベース・キーボード等の楽器類に対応

当然のことながら、外気温度の影響を受ける夏場に対する対策

できるアンプ類を使用できる演出音響装置を装備し、テーブに十分な、静音型の冷房設備を設置し、快適な温度状況を作り

ル内部に埋め込みのサブウーハーを含む大型スピーカーを客室上げることができている。松本零士氏の外観デザインを生かし

テーブル内にはめ込み設置し、多様なイベントへの対応を考慮つつ、内装デザインを行っていただいたタカトタマガミデザイしてある。

ン殿のデザイナーにより、初めてのお客様は当然ながら、すで（5）バリアフリー設備に「ヒミコ」「 ホタルナ」に乗船経験のあるお客様にも、新たな後部客室には、バリアフリー法を適用して、優先席 8 席、車感動を与えることができる、優美な居住空間と船体フォルムと椅子スペース 2 台、多目的トイレ、乗り込みランプ等も、バリなっています。

アフリー基準をクリアーしたものとなっており、高齢者や交通弱者にも優しい設備となっています。

5. おわりに本船のような斬新なデザインをしていただいた、松本零士氏には忠心より感謝申し上げますとともに、船主である東京都観
光汽船株式会社殿には、建造監理を通して終始適切なご支援を戴き、心よりお礼申し上げます。また、建造に当られた金川造船株式会社殿には、高度な造船技術とセンス溢れるアイデアを駆使して本船建造に尽力されましたこと及び内装デザイン担当のタカトタマガミデザイン殿並びに内装工事を担当された長崎
売店後部から船首方向を望む（2）船体形状

船舶装備株式会社殿のご支援に対しても深甚より感謝申し上げます。

船体形状は、ティアドロップをイメージした船舶であり、遊新船の就航により、「日本の首都で近未来的な船に乗った。」、

歩甲板上の矢印マーク床面部分に、コルク材を敷き詰め、柔ら「予約ができる座席に、田舎の親と一緒に乗ることができた。」

かな足元の感触を楽しめる配置し、爽やかな外気に触れることと、いわれるような状況になることを期待しております。

ができる空間も用意されている。

（海洋技術部坂井正博）（3）操船（離着桟）」性能
離着岸の多い定期航路の運航船であり操船性能の向上が離着岸時間の短縮につながるため、船首部にバウスラスターを、船尾部にフラップ付ラダーを装備し、離着岸時の操船性のを向上を図っている。

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西アフリカ事情「ギニアの海事セクター」
リ港に係留中の漁業調査船やワークショップ等の修繕対応状況

1. はじめにを視察しました。本船の状況は、見た目にはよく手入れをされ国際協力機構（JICA）では、ODA に係るさまざまな事業が終了後も相手国の自助努力により事業の成果が維持・発展していていましたが、部品の調達がネックとなり、電気・電子関係を主体に故障している機器類が目立っていました。

るか継続的にモニタリングし、必要がある場合には側面支援やそれでも主機関や発電機、軸系はいちおう機能しており、レー

補完的な支援を行っています。こうした支援を「フォローアッ

ダーはなけなしの予算を工面して、最近 1 セットを新調していプ（FU）協力」と呼び、JICA ではこれまでに太平洋島嶼国やアました。エンジンのフィルターやパッキン類は、現地の市場に

フリカ西岸諸国向けの船舶案件で FU 協力実施例があり、当セある中国人やレバノン人の商店で購入しています。中国や韓国ンターでも、2006 年ガンビアの河川フェリーや 2010 年トン

製「なんちゃって」品ですが、価格の安さと入手のし易さで使ガのタグボートの FU 協力調査に携わったことがあります。

われています。

この度、ギニア向け漁業調査船建造計画 FU 協力調査で 2018

コナクリ港には海軍の小型の浮ドック（1990 年製、能力

年 3 月 31 日から 4 月 21 日にかけてギニアとセネガルを訪れ、1600 トン）があり、漁業調査船もこの浮ドックで毎年船底掃

現地の海事関係者らに面談し、関連施設を視察する機会がありましたので、現地事情を報告します。
船齢 15 年のゼネラル・ランサナ・コンテ号

2. 調査のあらまし

沈没して頭だけ見せている海軍浮ドック

今回の FU 協力事業の対象となるのは、2003 年にギニア政府に引き渡された漁業調査船です。老朽化等により当初の機能を維持し得なくなったため、現地調査により最適な改修方法を策定するもので、先方窓口は漁業養殖
海洋経済省傘下のブ
スラ水産センター（CNSHB）です。
本来であればギニ
CNSHB の建物

15t クレーン 2 基を備える中国製浮ドック

アで改修工事を実施するのがベストですが、 セ ネ ガ ル の ダ
カール港にある本格的な船舶修繕会社での実施も視野に入れて調査しました。

陽気な乗組員の皆さん

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ギニアではコナク

ダカール港にある DAKARNAVE 社の修繕ドック

除や点検を行っていました。ところが今年 2 月に事故で沈没してしまい、上架作業が困難となりました。
そこで、急遽調べたところ、今年 3 月に、北部ボケ州カムサール地区でギニア政府鉱山省と中国企業との JV（共同企業体）によるボーキサイト積出港の運用に伴い、沖合に停泊するボーキ
サイト運搬船と港の間の輸送のため使われるタグボートやバージの点検修理用に中国製の浮ドック（能力 5 千トン）があり、ギニア国内での改修工事が可能と判明しました。
一方、セネガルにはポルトガルのリスナベ造船所の子会社

コナクリ近郊沿岸漁業の拠点カボロ漁港

DAKARNAVE 社があり、ここでは 2012 年 11 月にセネガルの漁業調査船 1 隻とモーリタニアの調査船 2 隻の改修工事を実施した経験があり、実際に設備を視察したところ、浮ドックやシンクロリフトを完備しており、あらゆる改修工事が可能であることを確認できました。
そのため、ダカールに回航して改修工事を行うことも検討しましたが、自国で改修工事を実施することで、機器類の修理方
法や取扱等の指導による技術移転のメリットも勘案して、ギニ
アでの改修を提案しました。

3. ギニアの海事セクター

カシューナッツ森林を拓いて道路整備が進む

4. ギニアのお国がら

ギニアでは沿岸・大陸棚漁業が盛んで、漁業調査船は資源量

ギニアは人口 1200 万人で日本の本州と同じ大きさです。ギを把握して外国漁船の入漁料交渉の裏付けとなるデータの取得

ニアは肥沃な土地と豊富な水、ボーキサイト、鉄鉱石、金、ダが主目的です。こうした漁船も主にコナクリ港に停泊していま

イヤモンド等の資源国にもかかわらず、一般庶民の暮らしは貧

すが、コナクリ港ではボーキサイト積出専用埠頭の他、一般貨

しく、一人当たりの GDP は 750 ドル前後です。しかも物価が物、バルク貨物、燃料やコンテナ専用埠頭もあり、最近はコン驚くほど高く、生活はとても厳しいものがあります。他方、以テナ取扱量が増加中です。2015 年の取扱貨物量は一般・バルク

前は頻繁に停電していましたが、最近は 24 時間電気がある状が 138 万トン、コンテナが 16 万 TEU で、2016 年のエボラ出態に変わってきました。

血熱終息宣言後はさらに増加しており、同年から中国が 7.7 億ドルを投資してコナクリ港整備工事を進めています。
海運では、ギニア海運会社（GSC）がボーキサイトなど鉱物

ギニアに住んでいる外国人といえばレバノン人、中国人の商売人が多く、それ以外は、ほとんど大使館か援助団体の関係者です。ギニアでは 2010・2015 年の大統領選挙、2013 年の国

資源の半分を運搬することになっており、鉱石ばら積み船を多民議会選挙を経て、数運用していますが、その隻数は不詳です。また、カムサール

民主化が定着しつ地区のボーキサイト専用河川港からバージで運ばれたボーキサ

つあります。他方、

イトは沖合のケープサイズの輸送船に積み込まれ、全量中国に2014-2016 年 の エ

輸出されており、船も中国系の船会社が運航しています。

ボラ出血熱流行は、

ちなみに当センターでは 1983~1987 年にかけてギニア向社会経済にダメージ

けボーキサイト海上輸送力増強事業（円借）で、4 万 5000DWTをもたらしました。

運搬船の基本設計を行いました。この時ギニア側をコーディ

現 在 は、 ポ ス ト・

ネートしたのが、当時外交官のオスマン・サンコン氏。この事

エボラ復興計画や経業が縁で、その後も時々お付き合いがあり、筆者も電話で話を済・社会開発国家計したことがあります。テレビでおなじみの語り口そのものの気画に基づき、豊かなさくなかたです。蛇足ながらつい最近、69 歳の同氏は日本人

天然資源を背景としの演歌歌手を 3 人目の伴侶にしたばかり。国際結婚だと重婚不た経済成長と貧困削可なので、ご夫人は近々ギニア国籍を取得するのだとか。

減に向けた取組みが地方でも庶民の足はバイク・タクシー

長さ 1.5 キロにも及ぶボーキサイト運搬列車

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コナクリから北へ移動中に見た岩山の景色

進められています。

す。現地在住の日本人は政府援助関係者以外ではまだ 1 桁しかギニアは鉱物資源のほか、漁業資源にも恵まれていることかいないようですが、中国の進出はものすごく、多くの中国人をら、貴重な外貨獲得源にもなる沖合の大陸棚における産業型漁

見かけます。そのため街なかでギニア人に「シノア（フランス業者のための資源調査や、貴重な食料源の確保となる沿岸海域

語で中国人の意）」とよく声を掛けられます。いまや田舎でも携における零細型漁業者のための資源環境調査業務は、CNSHB

帯電話やバイクが普及していますが、殆ど中国製です。日本製の重要な役割となっています。

のバイクは 1 台も見かけませんでした。

西アフリカの給水塔といわれるギニアは、12 月から我々がさて、サンコン氏の第 3 夫人のおかげかどうかわかりません

調査をした 4 月まで乾季で、殆ど雨が降りませんが、5 月からが、外務省の海外安全情報が最近レベル 2「不要不急の渡航は11 月の雨季、とりわけ 6~9 月には 3500mm を越える雨量が止めてください」からレベル 1「十分注意して下さい」に引き下あるそうです。体験した通訳によれば雨季のコナクリの雨はまげられました。これで漁業調査船の改修工事のため、現地にサーるで滝の下をくぐっているような様な凄まじさだとか。そのたビスエンジニアの派遣を躊躇していた本邦企業も派遣し易くなめ、ギニアの内陸部で降った雨はマリ、ニジェール、ナイジェることでしょう。

リアを経てギニア湾にそそぐ大河ニジェール川の水源となります。

5. セネガルのお国柄ところで、世界にはギニアと名のついた場所が各地にありま

最後にセネガルのことも少し触れておきます。4 月のダカー

す。調べてみるとギニアとはベルベル人の言葉で「黒人たちのルは結構涼しく、とくに朝晩は長袖の着用が必要なほどの肌寒土地」を意味し、かつてはギニア湾沿岸地域を指す地名で「ギ

さを感じました。これは沿岸を寒流が流れているためだとか。

ニア」が使われていました。

パリ・ダカール・ラリー（今はマリなど内陸部の治安悪化で南米

15 世紀以降のアフリカ黒人奴隷制度は、16 世紀に新大陸のにて開催）のゴールで知られるダカールは、かつてはパリから植民地化が進むにつれて、アフリカ黒人を捕獲して植民地の労

コンコルドが就航していました。資源は豊かではありませんが、働力として売ることで、近代まで続きました。そしてその供給

過ごしやすい国です。

源となったのがギニア湾沿岸地域でした。

サッカーが盛んで W

ギニアと呼ばれた地域は、その後、ヨーロッパ諸国の植民地

杯ロシア大会で日本として分割されました。そのため、ポルトガル領をギニアビサの 2 試合目の対戦相ウ、スペイン領が赤道ギニア、デンマーク領がガーナ、オラン

手としても知られてダ領もガーナ、ドイツ領はトーゴで。フランス領だったこのギいます。

ニアが今でも本来の地名であるギニアを受け継いでいます。ちなみにアフリカ以外ではパプアニューギニアがあります。

6. おわりに

ダカール西端の丘に建つ北朝鮮製モニュメント

エボラ出血熱で一躍有名になり、その反動でギニアは危険と「カオス（混沌）」という言葉が似つかわしいギニアですが、いうイメージが付きまといます。事実、空港での入国手続きで逆に言えば、いまでもアフリカらしさを残す数少ない国と言えもトラブルに見舞われ決して愉快な気持ちにはなれませんでしましょう。当センターとしては前身の OSCC から 30 年ぶりにた。腐敗認識係数（CP）は世界 176 か国中 142 番（日本は 20

調査で足を踏み入れた国ですが、このフォローアップ事業を通番）の国ですが、ギニア人はサンコン氏のように明るい性格がじて、現地の産業振興に貢献できれば、望外の喜びです。

特徴で、一度訪れるとその魅力に取りつかれる人も多いようで

8

市内各所にある中国マーケット

SRC NEWS No.103 December 2018

（海外協力部

小川

賢）

SHIP

SA

FETY

2018 年度 JICA
「船舶安全 Ship Safety」
研修コースについて

先日、NHK のスペシャル番組で、「船乗りたちの戦争」と題

PSC*）の要領と、条約の適用のない内航船の安全を確保するた

して、先の戦争において、軍に徴用され、敵の来襲を見張る「哨めの諸制度（第 4 期コースから追加）についても、講義を行っ戒」や物資の輸送任務につき、犠牲になった商船や漁船の船員ています。

が 6 万人に及んだことが放映されました。

また、本研修は IMO との共催となっており、ロンドンの IMO

海上における大惨事として、海上人命安全条約創設の契機と本部と JICA 横浜とを TV 会議システムで結んで講義も行います。

なった、あのタイタニック号沈没による犠牲者が、凡そ 1500

IMO が取組む課題や最近のホットなトピックにつき、IMO 本部人であったことを考えると、戦争による犠牲者数は桁外れで、職員が直接、講義を行ない、講義後は質疑応答やディスカッショ

改めて、戦争の不条理と悲惨さ、そして、平和の大切さを痛感

ンにより相互交流を深める良い機会になっています。因みに今した次第です。

年度は、①地球温暖化対策、②自律化（超自動化）船対応、③内

当センターでは、我が国が実施する政府開発援助（ODA）の航旅客船の安全基準がテーマとして採りあげられました。

一環として、発展途上国における船舶の建造と保守に必要な安全（環境関連を含む）検査に関わる人的育成を支援するた
め、JICA から「海事国際条約及び船舶安全検査」研修コースの実施を委託され、2000 年から 2004 年までの第 1 期コー
ス、2005 年から 2009 年までの第 2 期コース、2010 年から2012 年までの第 3 期コース、2013 年から 2015 年までの第4 期コース、そして、2016 年度からの第 5 期コースは、名を「船舶安全 Ship Safety」と改め、2018 年度は今期最終年度として開講されました。
（次年度からは第 6 期コースが始まります。）
本研修は、国土交通省によるご指導のもと、海上保安庁、横研修員と関係者の皆さん

浜市などの行政機関のみならず、多くの事業者の方々のご協力

これらの講義の大半は当センター内部講師が担当していますを頂き、実施されております。この場を借りて、ご支援頂いたが、国土交通省海事局、関東運輸局、東京 MOU 事務局、日本関係の皆さまに改めてお礼申し上げます。

海事協会、日本海事検定協会等の専門家にもお願いしています。

2018 年度コースでは、ASEAN 加盟国のインドネシア、カン

本研修では、講義の理解度を深めるため実習も実施していま

ボジア、フィリピン、ミャンマー、南太平洋島嶼国のフィジー、す。船舶の安全検査の実習として、例年、今治市の造船所 2 か

ツバル、アフリカのジブチ、ナイジェリアから合計 8 名の研修所（㈱山中造船、㈱矢野造船）を訪問しており、今年度も、7 月

員を受け入れました。研修期間は、6 月 4 日から 8 月 1 日の間

9 日に、これを予定していましたが、先の西日本豪雨の影響で、で、座学 6 週間、実習 1 週間、初日のカントリーレポート（自交通機関が寸断され、今回は断念せざるを得ませんでした。受国の検査制度等の紹介）と最終日のアクションプラン（帰国後、入れ準備をして頂いた両造船所の皆様には、多大なるご迷惑を当研修で学んだ知見を活かしての行動計画）の発表および舶用

おかけしました。この場を借りて、あらためて、お詫び申し上

機器メーカー等の関連施設の視察に 1 週間、合計 2 か月間です。

げます。

各研修員の出身国の背景は様々ですが、研修員は各国からの一方、上記以外の実習は例年通り、内燃機関の製造過程、運転、

期待を背負って派遣されており、日々の研修でも、その熱意が解放検査の実習をヤンマーエンジニアリング（株）尼崎工場で伝わります。

行いました。

座学では、主に海上人命安全条約、海洋汚染防止条約、満載

なお、これらの技術研修に加え、日本の文化にも可能な限り喫水線条約、バラスト水管理条約等の海事国際条約と、これ触れることを目的として、実習旅行の合間に大阪の道頓堀も訪らの基準に基づいた新造船及び現存船の安全検査要領（旗国検問しました。

査）、外国船舶に対する検査（ポートステートコントロール：

また、横浜市港湾局のご協力により、船舶を手配頂き、横浜

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港の歴史、港湾係留施設等の実態について説明を受けつつ、海センター（第三管区海上保安部）、国立研究開発法人海洋研究

上から実地見学をすることが出来ました。

開発機構への見学も行いました。

続いて、PSC 関連では関東運輸局の外国船舶監督官が実施す

当センターの実施する本研修の履修者は、IMO 本部を始める PSC 検査に同行して船上実習を行ない、内航船プログラム

各国の海事当局においてさまざまな分野で活躍されており、本では同局船舶検査官とともに海技教育機構所属練習船「青雲丸」

研修は各方面から高い評価を受けています。今後も、研修を受

にて、機器の取扱いや検査要領の説明を行いました。

講した研修員が学んだ知識と経験を活かし、海上安全の促進に

さらに、かもめプロペラ（株）（プロペラ製造：横浜市）、（株）
信貴造船所（救命艇製造：堺市）、（株）マリン・インターナショ
ナル（救命いかだ整備：横浜市）、兵神機械工業（株）（油水分離器製造：兵庫県加古郡）等、本研修に深く関わりのある事業所や、貢献されることを願っています。
* ポートステートコントロール：PSC
寄港国が自国に入港した外国船舶に対し、人命の安全や環境の保全を目的とした立入検査により基準適合性を確認する制度で、重大な欠陥が確認された場合には出港前にこれを是正させるなど旗国政府の機能を補完するもの。

国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所、東京湾海上交通（研修・技術支援室

能田卓二）

2018 年度東京 MOU「ポートステートコントロール検査官
一般研修（GTC8）」について
当センターでは、東京 MOU 事務局 * からの委託を受け、PSC 検査官の一般研修（General Training Course）を実施しています。本研修は、PSC 検査官の能力向上や検査手順の調和を図るため、PSC 職員が最低限有するべき知識に関する座学および実船訓練を内容とし、4 週間、実施するものです。この度は、

8 月 20 日から 9 月 14 日までの間、東京 MOU 域内の 14 か国（中国、インドネシア、韓国、マカオ（中国）、マレーシア、マーシャ
ル諸島、パナマ、パプアニューギニア（2）、フィリピン、ロシ
ア、ソロモン諸島、タイ、トンガ及びベトナム）と、IMO の技
術協力プログラム等を通じて世界中の MOU から派遣された 9か国（ギニア、ジョージア、セントルシア、インド、セイシェル、

乗船実習中の研修員

ヨルダン、オマーン、サウジアラビア及びチリ）の PSC 検査官、船舶監督官も交えて、確認した欠陥の内容や是正の方法等につ合計 24 名が参加しました。

いて、ディスカッションを行いました。

前半の 2 週間は、横浜にて PSC 関連の各条約の規定や検海上における安全と環境保全のため、サブスタンダード船の査実施の手順について、国土交通省の外国船舶監督官、東京撲滅を目的とする PSC の社会的意義は益々高まっており、今後

MOU 事務局および当センター内部講師による講義と救命いかも、当センターは東京 MOU 事務局及び国土交通省とともに効だ整備事業場のマリン・インターナショナル（横浜市）での技術

果的な PSC 検査官の研修を実施して行きたいと考えています。

視察および本研修への経済的支援を頂いている（公財）日本財

本研修を受講した PSC 検査官の益々の活躍が期待されます。

団への表敬訪問、そして、後半の 2 週間は各地方運輸局に移動* 東京 MOU 事務局

し、現地の外国船舶監督官が実施する PSC 検査に同行する形で現場実習を行いました。
また、研修最終日には、研修員より各地方局で実施した現場
実習のプレゼンテーションを行うとともに、地方運輸局の外国

10 SRC NEWS No.103 December 2018

PSC の実施は地域的に取り組むことが有効であることから、IMO において 1991
年に「PSC に関する地域協力の促進に関する総会決議」が採択され、これを踏まえ、1993 年 12 月、東京にて、アジア太平洋地域における PSC の地域協力に関する合意（東京 MOU）がなされ、事務局は東京に置かれている。

（研修・技術支援室

能田卓二）

ステレオ PIV による流場計測の実用化について
1. はじめに流れ

船体周囲の流速・流向を計測、可視化し、その流場を把握することは、船型開発およびプロペラ設計において重要な作業のシートレンズ粒子

1 つです。当センター（以下 SRC）では依頼者のニーズに対応するために、5 孔ピトー管を用いた流場計測を行ってきました。

ダブルパルスレーザ

しかしながら、5 孔ピトー管は接触式の計測装置であり、物体

レーザシートカメラ

近傍の流速を計測する場合、5 孔ピトー管そのものを物体に近図−1づける必要があるため、物体と 5 孔ピトー管の干渉により、流動作原理（1）

速が変化し計測精度が悪化するという問題があります。また、動作原理としては、流体中に追従性のよい微小な粒子を混物体が複雑な形状である場合、5 孔ピトー管が物理的に接触し入し、レーザをシート状に放射して流れ場を可視化し、高解てしまうため、計測が困難または不可能な領域が生じます。加

像度カメラで記録します。短い時間間隔（⊿t）で 2 回照射してえて広い範囲で計測を行おうとする場合、少しずつ移動させな⊿t の間の、粒子の移動量（⊿s）から速度（V（t））を求めます

がら計測するため多くの時間が必要になります。

（図−1、図−2）。複数台のカメラを用いれば、速度の 3 方向成一方、近年ではダクトやステータ、舵フィン等の流力学的な省エネ装置（ESD）の開発が盛んに行われています。SRC で水分を求めることができ、SRC では精度とコストを勘案し、2 台のカメラを用いたステレオ PIV 計測法を選定しました。

槽試験を行う船も例外ではなく、その大半に ESD が装備されています。ESD は船体、舵、プロペラ前後に取り付けられ流体力
学的な相互干渉が強いため、その周囲の詳細な流場を把握する

撮影画像

t

粒子

ことが、高性能な ESD の開発には必要だと考えています。

t+⊿t

そこで SRC では新たに非接触式の流速計測装置である、スt

テレオ PIV（Particle Image Velocimetry）を導入することで前述

t+⊿tの問題を解決し、ESD 周囲の流場計測を行える態勢を整えましtた。本稿ではステレオ PIV 計測法の技術的な概要と、SRC にお

t+⊿t

⊿s

V(t)

ける実用化に向けた取り組みについて紹介致します。

2. PIV（粒子画像流速測定法）とは
PIV（粒子画像流速測定法）とは、流体中に混入したトレーサ
粒子の粒子画像により、2 次元平面内の速度および方向を非接

図−2

動作原理（2）

3. ステレオ PIV システム
3.1 計測装置

触で求めることができる流体計測手法です。流れの定常的把握

ステレオ PIV 装置として計測制御から解析まで一体のシステにすぐれ、非定常流れ場の 2 次元、3 次元解析に用いられる手ムとなっている LaVision 社の装置を導入しました。主な仕様を法です

表−1、表−2 に、カメラとレーザ部分を図−3 に示します。内。

1）

PIV は連続する 2 画像間の粒子の移動量より流速を計測する部のカメラは図−4 に示します。

原理としては簡単なものですが、空間的なデータを得るには高度な演算処理を高速で実施できる PC や、高解像度のカメラ等が必要となり、ハードウェア的なハードルが高いものでした。

PC や計測機器類の発達とともに、高精度な計測が比較的手軽

カメラ2

レーザ

カメラ1

に行えるようになり、近年様々な分野への導入・開発が行われ
ています。

図−3

カメラ、レーザ部分

SRC NEWS No.103 December 2018 11

上下

左右

前後

PIV装置
図−4

カメラ

図−5 レーザ電源

表−1 ダブルパルス YAG レーザ

表−2 PIV カメラ仕様

図−8 ステレオ PIV の計測システム

3.2 キャリブレーションモデル

DPIV-L200S

モデル

Imager Pro SX 5M

出力200mJ/Pulse

センサ

CCD

最大繰り返し

15Hz

有効画素数

2448 × 2050pixel

2 面を交互に配列したプレートを使用しています。プレートに

波長

532nm

ダイナミックレンジ

12bit

ビーム径

ピクセルサイズ3.45μm×3.45μmは等間隔で印が印字されています。このプレート（図−9）を計

7mm

ステレオ PIV の計測時のイメージを図−6、図−7 に示します。

キャリブレーションには 300mm × 300mm の奥行の異なる

測面上に置き、カメラで撮影します。等間隔に配置された印を撮影し解析することでキャリブレーションを行います。

SRC の計測は Under Water での PIV 計測となり、風洞や管内の計測と異なり計測する流れ場の中にカメラやレーザを配置しています。なので、流れ場への影響が小さくなるように考慮した配置となっています。

カメラ2

カメラ1

レーザシート

流れ
船首

船尾

図−9

キャリブレーションプレート

プレートを計測面に正しく設置出来ているかどうかが、誤差
図−6ステレオ PIV の計測システムに直結するので、その設置には細心の注意を払う必要があります。しかし完全に一致させることは非常に難しいため、粒子画

左舷

船体

右舷

レーザシート像からシート面の位置を検出するセルフキャリブレーション手法も用いています。プレートを用いて実施した後さらにセルフ
キャリブレーションを行うことで、さらなる精度向上が見込まれます。

計測（撮影）部分

SRC ではキャリブレーション後に一様流計測を実施し確認を行っています。

図−7ステレオ PIV の計測システム

3.3 トレーサ粒子・散布方法

カメラとレーザは進行方向に向かって左側に設置しており、トレーサ粒子は PIV 計測において重要な要素となります。ト

船体であれば左舷側からの計測となり、レーザシート面が計測

レーサ粒子は作動流体に対する追従性が重要な条件となりま

面となります。レーザシートに反射した粒子をカメラで撮影しす。また 1 画素の中に粒子像が埋没してしまう様な粒径である

解析することで流場がわかります。撮影カメラは魚雷のようなと PIV の解析には適しません。

筒に入っており、進行方向に対して前後に 2 台設置され、ミラー

SRC では、比重が 1.0 に近いナイロンパウダー（粒径 4.1μm）

を通してレーザシート後方から撮影しています。SRC のステおよび反射率が高く粒径の大きな銀でコーティングされた中空レオ PIV 装置には冶具に三方向にトラバース機構（図−8）が付

ガラス粒子（粒径 10.0 μ m）を使用しています。後述する反射

いているため、一断面取り終えたらすぐに別断面の計測が可能

光対策でカメラにレンズフィルターを取り付ける際には後者のです。

銀粒子を使用しています。

12 SRC NEWS No.103 December 2018

また、PIV 計測を行うには、計測を行う流体中に粒子を散布

3.5 反射抑制方法

しておく必要があります。しかしながら、水槽内すべてに粒子PIV では強力なレーザ光をシート状に流場に照射して、粒子を満たすのは難しいため、計測を行う範囲に限って粒子を散布

を撮影します。その際、レーザシートの先に物体が存在するとしています。粒子の散布は曳引車の前方に冶具（図−10）を設

レーザ光が物体表面で反射して、反射光として画像に映り込み、置して散布しています。SRC では流れ場に影響がないように、解析の際の粒子の解像が困難になります。反射光が多く映り込

水面より少し上から水で溶いた粒子を散布しています。粒子がんだ船体断面計測時の撮影画像を図−11 に示します。船体下部なければ計測精度が著しく悪化するため、毎航走散布して確認

において大きく反射し、このような場合粒子が識別出来ず反射しながら計測を行っています。

している周囲の解析は正しく出来ません。船体や ESD、舵等の物体を含む断面において PIV 計測を行おうとする場合、物体にレーザ光を照射する必要があり、避けられない問題となります。
反射光への対策としては、物体に黒色塗料を塗布して反射量そのものを減らす方法と、蛍光塗料を塗布し、反射光に特定の波長を持たせてカメラのレンズフィルターにより減衰させる方法があります。SRC では両方の方式で比較試験を行った結果、蛍光塗料を塗布する方法を用いています。

図−10 散布冶具

3.4 計測方法
PIV で計測精度を向上するには撮影画像を増やし平均値を求めます。SRC では 1 航走当たり約 250 枚の画像を撮影し、数航走分の画像データ（約 1000 枚）を解析して、流速を求めています。なお、5 孔ピトー管で PIV と同じ範囲の流場計測を行うと、十数航走する必要があり、それを考えると PIV は時間効率にも優れた計測装置であることがわかります。
ここで、画像を撮影する時間間隔（⊿t）の設定には注意が必要です。⊿t が大きいと大半の粒子がレーザシート幅を突き抜けてしまい、全く別の粒子での解析となり大きな誤差の要因

図−11 撮影画像となります。一方⊿t を短くしすぎれば粒子の移動量が小さく

ただし、減衰はさせるものの、図−12 に示すように、反射光なり、これも誤差の要因にもなるため、試験速度に適した値にの影響は完全に除去出来ないため、物体表面のごく近傍（10mm設定する必要があります。

程度）の流速は計測出来ないという状況は原理的に不可避な部

PIV の解析、粒子移動量の算出において代表的な手法、注意分として残っています。

点について下記に示します。

1） サブピクセル補間
PIV の画像解析では整数画素数単位の移動量を推定しているので精度は画像の画素分解能にも依存してしまいます。画素数にも限界があるため、画素間を補間し二次元正規分布として連続関数にした上で変位ベクトルを求めることで、誤差を減少させる手法（サブピクセル補間）がとられます。

2） ピークロッキング
粒子像の径が 1 画素未満であると整数値でしか移動量を検出することが出来ず、誤差の要因となってしまう。これをピーク
ロッキングといい、粒子像の径は 3 画素以上であることが望まれます。

図−12 船体画像

SRC NEWS No.103 December 2018 13

4. 計測事例
1） 肥大船におけるプロペラ伴流分布計測
計測事例として、まず曳航状態における肥大船のプロペラ伴流分布を PIV と 5 孔ピトー管で計測した例を紹介します。図−13 にステレオ PIV の結果を、図−14 に 5 孔ピトー管の計測結果を示します。両者は概ね一致しており、ステレオ PIV は実用
上十分な精度を有していることが確認出来ます。

図−15

舵断面計測結果（舵）図−13 ステレオ PIV 計測結果

図−16 舵断面計測結果（舵 + 舵付加物）

ます 2）。計測する船、プロペラ、ESD 等を水に屈折率の近い素材で製作できれば大きな反射の抑制につながるため、SRC でも透明素材の導入を目指し検討しています。また、現状では平均流場しか計測することが出来ず、乱れの大きい流場において、瞬時の流れの変化を捉えることなどは困難です。調査検討を行い、今後幅広いニーズに対応出来るようにと考えています。
図−14 5 孔ピトー管計測結果

2） 舵断面計測結果

SRC で装置を導入してから計測方法の確立や、他の計測方法との比較を行い計測結果の妥当性等について主に行ってきまし

次に PIV による自航状態における舵まわりの流場計測結果をた。今後は標準的な流場計測法の一つとなるように、準備時間

図−15 と図−16 に示します。図−15 は舵のみ、図−16 は舵にの短縮など、よりスムーズな計測も目指して開発を進めていき

省エネ付加物が付いた状態の計測結果です。なお、右舷側は逆たいと考えています。

ピッチのプロペラ、左右反転した舵付加物を用いて、左舷側に右舷側の流れを再現し計測しています。計測プロペラ回転流に

ここでご紹介したような PIV による流場計測にご興味のある方は、是非ご連絡をいただければと思います。

よる、左舷と右舷における流場の非対称性と舵フィンにより流れが上下に分離されている様子が良くわかります。

5. 今後の課題

参考資料

1） 第 14 回可視化フロンティア「PIV 講習会 2013」可視化学
会資料

今後の技術的な課題の一つに反射の抑制があげられます。物

2）「屈折率整合技術の水槽試験への応用―省エネダクト内部の体近傍のおよそ 10mm は計測出来ていません。ESD の開発の

詳細流場計測法の開発―」濱田達也、平成 30 年度（第 18 回）ことを考慮すれば、より物体近傍まで計測出来るようにするこ

海上技術安全研究所研究発表会講演集とが課題となります。解決方法の一つに透明素材の導入があり

14 SRC NEWS No.103 December 2018

（試験センター技術部

白倉

潤）

造船設計ノート
高速艇の復原性と安定性（3）
はじめに少なかれ同じ状況で、起こった事実を総括せず、目前の生産と利益追求ばかりで先達の教訓に倣って着実に未来に布石を打っ

読者の対象を若手と考えているが、本論を含めこのまえがきていく気概など、端からなかったように思える。自戒を含めても続けて読みたいという仁が居るので、改めて個人的な感想や真面目に頑張ってきたつもりでも目先の生産に追われて時が進経験談を語ることが、これからの問題解決に際して少しでも役

み、定年を目前にして気が付けば NA はおろか自分がどういう立てば幸いかと思い、書くことにした。

存在になり得たのか疑問を抱く仁も多いのではないだろうか。

私が造船に関わるようになってからかれこれ既に 50 年の月

人生の中で自己の職業をどう位置付けるかなどは人それぞ

日が流れている。学生の頃そういう先輩は仰ぎ見る存在に思え、れの勝手であってチャンスと偶然がつきものであるが、組織

また、Naval Architect（NA）として大成したいと思って造船所や体制に囚われず志を持って臨むものがあるならば、それなに就職し長い時間が過ぎたが、ここに至っても次々に新たな問りのやり方もあるのではないだろうか。いつも思うのは、楽題が生じて尽きることを知らない。

にこなせたり、幸せを感じることができたりするのは父母を本紙の発行は年末であるので、7 年半前の 3.11 の東日本大始めとする先達のお陰であり、その逆はそのツケが回された

震災と原発事故、そして本年 7 月に起きた西日本の豪雨災害、のだと感じる。だから自分がこの世にある限り問題を先送り

9 月に関空などに被害をもたらした台風、続いて起こった北海することなく後に続くものにはツケを回してならないと思っ

道の激甚地震はひょっとして読者の記憶から既に遠ざかっていて過ごしてきた。

るかもしれない。

こんな思いを抱きつつ、目前に与えられた仕事をこなすこと

自然災害は、年中日本のどこかで起こっているが、今年の大は当然のことながら、流れていく時間を自分のものとして、決惨事も身につまされるものがあった。そこで思い出すのは大学してなされるがまま受け身の対応に甘んぜず、その仕事の全体

時代に地学の先生が、「日本の地形を見てみれば毎年の自然災害

スキームを理解し、誰がどういう意図で、目的でそれをやろうのなんと多い事か、それなのにこの現実をじっくりとみることとしているのかを把握して、ついでに周辺技術の理解と習得になく、ろくに対策もせずに目先のことに囚われて人命を失って努めてきた。そしてその都度参考文献を含め自分なりのノートいる。諸君はこの事実を忘れないように…」と情熱をこめて言を作り、NA たらんとしてきた。既に手元に溢れた文献は後続

われたことである。明治時代に日本にやってきた外国人が日本部隊のために全て寄贈しているので活用して欲しい。

の地形を見て、「日本の河川は欧州に比べればまるで滝のようだ…」という逸話も語り継がれている。

実を言うとこの本論の内容である高速艇に対する実務は、若き頃 20 代からのほんの数年しかないのだが、船種によらず現

人生 80 年と言われる私たちの時空にこうした大惨事が起在に至るまで折に触れ、NA としての興味を満たすため関連文

きる度に、まるで天から降ってきた偶然の不幸のように感じ

献を読み漁り、世の動向に歩調を合わせてきた。結果、造船現てしまうが、災害列島としてこの規模の自然災害はずっと繰

場での経験も手伝い、どんな内容の仕事でも広く浅いかもしれ

り返されてきたのであり、ある程度の予見とそれなりの対策

ないが、勘所を掴んでおよその命題には恐れなく見渡せるようができることでもあった。歴史にその記録は残り、大惨事をになったように思える。

経験した人々が後世へ警鐘を鳴らすことは、その都度行われ仕事とは問題解決の連続であり、人材は受け身的に育成されてきている。造船についての記憶にしても「ぼりばあ丸」、「かるのを待つのではなく何事も自己啓発的に俯瞰的な視点をもっりふぉるにあ丸」の沈没や数年前の大型コンテナ船の折損事てことに当たることが肝要で、対象は船であれ、車であれ、職故は先輩たちの問題で、遠い昔に起こったことだと思ってい業が医者であれ商人であれ、政治家であろうとも人間が対象でるのかもしれないが、NA としては総括した上で真の原因がある以上対応方法は変わらないということではないだろうか。

どこにあったかを反芻することを怠ってはならない。

要するに周辺の環境が少々悪くてもその気になって精進してしかし、私達は朝三暮四を地で行き、米百俵の教えを忘れていけばそれなりの成果は得られるのではないかと思うし、逆にいる。翻って災害に拘わらず戦後の日本の社会、組織は多かれ組織体としては将来を見据えた育成システムに対してもっと目

SRC NEWS No.103 December 2018 15

を向けることを考えるべきではないかと思う。解きやすい命題

航走時に不安定現象をきたす内容についてその検証結果を具体ばかり追いかけて論文にして満足しているようでは先は暗い。

的に紹介していこう。

前回に記した BMT などは対象物を俯瞰して取りまとめができる NA としての人材が育成されている。
既存の技術だけを駆使して生産量を上げてその手間賃を得る

1. 高速艇船型の航走時横不安定現象
1.1 不安定現象の概要

ような仕事に甘んぜず、常に先を見越していかなければならな

高速艇が、停止時に十分な復原性を有している場合でも、あい。世のニーズをキャッチし、シーズを蒔いて次の世代の開発

る船速以上になると横不安定現象を引き起こすことがあることにつなぐことを日頃から目指してもらいたいと思う。

は、古くは 19 世紀末にも既に経験されている [1]。近年、主とセキュリティの高い社会を見るにつけ思うことは、業績をエ

して欧米で、大型の実用艇に、より大型で高速化が要求されてビデンスで示せなくとも顕彰されなくとも、たとえ組織からゼ来るにつれ、この現象に対しての理解と対応策が従来以上に必ロ査定を受けようとも、各人が自己評価を高め、アンサングヒー

要とされるようになってきている。

ロー（Unsung Hero）たることに甘んじる心掛けを集団的に共一般に高速艇船型は高速時に船底からの揚力を活用する目有されている社会が基本的にリスクを最小限に抑えることに繋的が優先された結果、長さ／幅比は、一般に 3 から 6 程度のがるのではないかということである。日本の将来を考える時、ものがその大半を占めており、コンテナ船、フェリー、客船

消極的に見えても先達が培ったこの国の良き伝統、文化を失っなど通常の排水量型船型の船に比べて小さい。同時に、喫水てはならない。

は浅く、乾舷は一般の排水量型船型に比して高く、なおかつ隣国の中国は、既にスパコン、量子コンや 5G で世界をリー

軽量に造られている為、一般的にタイプシップに沿って寸法ドし、挙句は世界のデータベースを手中に収めようとしているを決定して行けば、ほとんどの場合に初期 GM は大きな値がようにみえる。データを制する者は世界を制することを見通し得られる。従って設計に際して、過去この点に注目する必要ているようである。米国の GAFA+M の 5 社の金融上の実力は、は無かった。

日本のトップ 5 社の数倍にも達していることにも目を向けて無しかし、停止時の復原性になんら問題の無い場合でも、ある視することは危険である。中国のアリババ、テンセントなども船速以上では、横傾斜を生じ左右に回頭したり、あるいは横傾同様である。一帯一路構想を見るにつけ鄭和を思い出すのは私斜が増大してついには横転する危険性を生じたりする不安定現だけであろうか。国際ルールに倣う企業であるならば、その逆象を呈することがあると指摘されている。また同じ船速であっ手も考えておかねばならない。

ても重心が上昇して、ある GM 値以下になると同じ現象が出現

10 年以上前に当時の日本の最大の ODA 支援国に JICA の一することも指摘されている。このことは、最近になってより大員として行った際に、先方の高官が言うには、「日本は金持ちで型化、高速化が進む中で特に問題点として浮上してきた。欧州

助かるが支援に時間と手間がかかって困る、中国は希望の半分

中心に建造が顕著な大型の高速カーフェリーや高速軍用艇なども叶えてくれないがすぐに対応して何がしかを持ってくる。日はその検討対象として考えられる。フルード数が低い場合でも、本は世界の、アジアの中でどういう理念と哲学をもって進もう

旅客カーフェリーなどで上部構造物が大きく、船型が細長いばとしているのか見えない、そういう意味で存在感を感じない。

かりでなく、重心が高くなるため、GM 値が相対的に小さくな

金が尽きれば『杜子春』（ とは言わなかったが）と同じ運命を辿るようなものも対象となる。

るのではないか」と心配してくれた。

こういう艇がある条件下では航走中不安定な現象を示すこと

NA として生きようと考えている読者の皆さんも同じで、日については、ある程度知られているものの、その研究成果の公本が古来培ってきた倫理観や文化観に基づくものをベースに世表された例はとても少なく、日本ではほとんど見当たらない。

界を概観して理念と哲学を意識して存在感を示してもらいたい

近年、特にビルジ部分に丸みのある、いわゆる丸型船型の高速と思う。

艇において、同一船型で従来以上の高速域での試験や、あるい

組織的、行政的対応と個人的創意の調和を大切にして施策規は上部構造物等の付加などの理由で重心が上昇した場合に経則、定説や発表された論文などは鵜呑みにせず疑問を持って検験されており、未経験範囲での実艇を計画する場合に着目する証していくこと、常に目前のものだけでなく周辺をも把握してべき点として指摘されている。しかし、個々の船型について試

いく目を持つこと、そうすれば 10 年もせずに一流の NA にな験されているだけで、未だ汎用的な研究に至っているとは言えること間違いない。ヴィジョンを持ち、リテラシーを磨き存在ないので、以下この問題について海外中心に公表されている文感を示していってもらいたい。

献の内容や、私自身が研究したことも含めて紹介していくこと

そこで今回は、ルール通り復原性が満足されているものでも、

16 SRC NEWS No.103 December 2018にする。

1.2 欧州での状況や日本の対応
復原性のチェックは、ルールにも規定されているように停止時の GM や動的復原性を計算することで行われている。一般に高速艇船型は排水量型の船型に比べ喫水が浅く、乾舷が大きく所謂 I/ ▽が大きく必然的に GM も大きいため、ルー
ルに示された内容を淡々とチェックすることだけで、初期復原力にあまり気を遣うことはなく、航走時に不安定になることがあることなどまるで無頓着に済ませていたのではないだ
ろうか。
大型の高速艇で停止時には十分な復原力を有している場合でも船型によって定まるある船速以上の高速域で横不安定現象が起こることを私が知ったのは海外の文献によってであった。モノハル型の高速艇船型において、安定航走が可能な船速に於いても重心が上昇して値が小さくなると同じように横不安定を生じることが報告されていた。
海外では 1968 年になって Marwood.W.J. and Bailey により、NPL の丸型シリーズ船型に対して L/B=5.41 のものが半滑走域の高フルード数において横不安定を示すことが報告されており、既に模型実験によって設計上の限界値を示すチャートが提案されている [2]。
（Fig.1）
そ の 後 1978 年 に ベ ル リ ン 水 槽 に お い て Muller-Graf 他
が、丸型の半排水量型高速艇模型を使用してまず L/B>6.5、Fig.2 ベルリン水槽における安定性実験結果 [3]Fn>1.0 における実験を行い、ヒールを起こさない限界速力を示すチャートを提案している [3]。
（Fig.2）
また、Suhrbier、K.R. は 1978 年の RINA のシンポジウムにおいて同じく丸型の模型を使用して曳航試験だけでなくラジコンによる自航試験を実施し、ブローチング現象の観察を行い、同時に航走時における GM 値の減少割合を示し、航走時のヒー
ル増加対策としてスプレイレールの付加が有効であることを示している。ここでの説明では、Fig.3 の中央に示すスプレイレー
ルは安定性に効果はなく、右に示す配置にすることで Fn>0.8

Fig.3 欧州での供試船型 [4]で効果があるとされている [4]。
（Fig.3、4）

Fig.1 NPL 船型に対する安定性限界チャート [2]Fig.4 ラジコンモデルによる安定性試験結果 [4]SRC NEWS No.103 December 2018 17

その他、Millward、A. 他は模型試験により航走時に不安定現

前述のように私も新しい丸型船型の実用艇を計画し､ 模型試

象を示す船底の圧力分布を計測し復原性曲線に及ぼす影響につ験を行っていく中でこのことを経験しているが、国内の大型実いて報告しており、Shao Shiming、Wang Yuncai は丸型、角用艇に適用されている角型船型を供試模型船にして速度、およ型の両船型に対して特にスプレイストリップの影響について実び GM の値を変化させて航走時の横不安定現象を検証し、その験を行うなどのいくつかの報告がなされている [5]。手元に判上で供試模型船を母船型として船型の改良を試みた。次にその定するデータがない時はこれらの文献や図表でまずチェックし概要を紹介しよう。

てみることも有効である。
国内でも、手がけていた大型の高速艇の計画を実行に移すに際して、これらの海外の文献を参考に水槽試験によって航走時

2. 水槽試験による航走時横不安定現象の再現例
2.1 横安定性試験結果の不安定現象の発現についての検証を行った。結果として停止

模型船の船型は Fig.7 に示す通りで、要目は、長さ：3.8m、幅：時に十分な復原力を有するとして設計された船型でも、あるフ

0.63m、喫水：0.14m で、実船に対し縮尺は、1/12.3 のもの

ルード数以上の高速域では不安定現象を生じてついには転覆にを使用した。なおこの船は Twin Screw で計画したものであり、至る恐れがあることが分ったのである [6]。
（Fig.5、6）模型船には Shaft Bracket と舵は付けているがプロペラは装備していない。

Fig.5 国内での共試船型 [6]Fig.7 角型供試船型採用した母船型は、高速での安定性は従来の高速艇船型に比べて優れているが、当初の計画速度以上に速度を上げていくと、本試験によって横不安定現象が現れることが確かめられた。
欧州では、水中フィンやアウトリガーなどを装備することで解決を図ろうとするものも多いが、ここでは角型のモノハルの特性を生かしたままで、スプレイストリップ（先に紹介した論文ではスプレイレールと表現されているが、国内ではこの表現法の方が一般的かもしれない）を付加し、さらに Fig.8 に示すように新たに考案したフラップチャインと称する波返し材の有無による効果も確認することにして模型による水槽試験を実施した。試験は、母船型をベースに GM を変化させ、速力を変化させてその変化
Fig.6 国内水槽での安定性試験結果 [6]を見ることにした。

このように過去数十年余りの間に主として欧米での大型実用艇に、より大型で高速化が要求されて来るにつれ、航走時の特に横不安定現象問題についての関心が高まり、高速艇に対する一般問題としての理解と対応策が従来以上に必要とされるようになってきた。
但し、それぞれの対象とする船型に対して実験的、ないしは理論的研究がなされつつあるが、基本設計段階で船型改良をなし得る設計指針が提案されているわけではない。

18 SRC NEWS No.103 December 2018

Fig.8 フラップチャイン形式 3 種結果としてある速力以上では横傾斜していき、ついには横転して、最終的には転覆に至るが、ヒール角がある一定値に整定した
ものをまとめると Fig.9 のようになった。GM=60mm の時の船体の浮上量、姿勢変化の時刻歴を示すと Fig.10 のようになった。

Fig.12 A-Type フラップチャイン装備の時刻歴

フラップチャインの装備により高速で船首部船底から這い上がってくる水流がフラップチャインに当たった後、斜め下方に返される反力により船体に上向きの力が生じていることが分った。横傾斜した場合、傾斜した側の反力の方が反対側より大きいため復原力が増大することになる。
Fig.9 GM の大きさとヒール角の度合い

次にこの結果から全自由度を拘束した模型で母船型と A-Type
フラップチャインを装備した船型により横傾斜角を変化させながらヒールモーメントとスウェイ力の変化について試験した。
結果は、母船型では Fig.13 と Fig.15、A-type 船型では Fig.14と Fig.16 の結果が得られた。
母船型では、不安定現象が起きていない速力でも横傾斜が増した場合にヒールモーメントの変化はなく、何らかの外乱が生じた
場合の復原力がないことが伺え、速力を上げると傾斜する方向へのヒールモーメントが増大しているので結果として横転することになることが分る。A-Type 船型では傾斜と逆のヒールモーメント

Fig.10 船体の浮上量と姿勢変化の時刻歴が働いており、傾斜に応じた復原力が生じていることが分る。

上図を見ると、浮上量と姿勢角は定常航走状態になると一定値に整定するが、ヒール角は徐々に増加してついには横転することが分る。本船型についての具体的な数値は以上のものであったが、要するに船速が高いほど、GM が小さいほど起こりやすいことが判明した。
次に Fig.8 に示す 3 種のフラップチャインなるものを考案して装備し、同様に試験を実施したところ、Fig.11 に示すように
この不安定現象の発現を遅らせることができた。
Fig.13 母船型のヒールモーメントの変化

Fig.11 フラップチャインの効果

安定性に対する効果は A-Type が最も大きく、時刻歴をみてもヒールの増加は起こらず安定していることが分る。
（Fig.12）Fig.14 A-Type 船型のヒールモーメントの変化

SRC NEWS No.103 December 2018 19

Fig.17 母船型と A-Type 船型との抵抗試験の差

Fig.15 母船型のスウェイ力の変化

それではどうしてこういう現象が生じるのか、次回はそのメカニズムについて考えてみたいと思う。

参考文献：[1] Thornycroft, J.I., and Barnaby, S.W., Torpedo-Boat
Destroyers Proc. Inst. Civil Engrs.,1895, Vol.122.
[2] W.J.Marwood and D.Bailey, Transverse Stability of RoundBottomed High Speed Craft Underway , NPL report 98,
Fig.16 A-Type 船型のスウェイ力の変化

Oct. 1968

次にスウェイ力について観てみると、母船型では、横傾斜角[3] Muller-Graf, B., Untersuchung der Querstabilitat schneller

φ >0（右傾斜）の場合、船首部スウェイ力 YF は負（右舷からRundspantboote bei Fahrt（Investigation of the dynamic

左舷向きの力）、船尾部 YA は殆どゼロであり、艇は左旋回すtransverse stability of semi-displacement round bilge hulls

る流体力が働いていることになる。φ <0 の場合はその逆でφat forward speed）, Mitteilungen der Versuchsanstalt furが大きくなると旋回径が小さくなって艇に働く遠心力が大きく

Wasserbau und Schiffbau, Heft Nr. 54, Nov. 1978, Berlin,

なって横傾斜はますます大きくなることになる。A-Type の場合

pages 102-104

はスウェイ力は船首尾とも小さいが、多少横滑りするが、φを[4] Suhribier, K.R., An Experimental Investigation on the Roll

小さくする方向に旋回するので結果として安定航走が期待でき

Stability of Semi-Displacement Craft at Forward Speed ,ることになる。

Symposium on Small Fast Warships and Security Vessels,

結果として、航走時不安定な母船型であっても A-Type のフラップチャインを装備することで高速時の横不安定現象の改善

RINA（1978）[5] Shao Shiming, Wang Yuncai, The Influence of Chine Stripsが期待できることが分ったのである。

on Resistance and Motions of High-Speed Displacement Hull

2.2 抵抗試験結果

Forms , High Speed Surface Craft Vol. No. 20, January-

A-Type のフラップチャインにより、横安定性が改善されるこ

February 1981, pages 46-51とが確認されたので、これが抵抗性能に及ぼす影響を調べると[6] Baba,E.,Asai,S. and Toki,N., A Simulation Study in Sway-

Fig.17 が得られ、母船型にこのフラップチャインを付加してもRoll-Yaw Coupled Instability of Semi-Displacement Type抵抗性能はほとんど変化していないことが分った。

High Speed Craft , Proceedings of the 2nd International
Conference on Stability of Ships and Ocean Vehicles,

おわりに以上、静止時に十分な復原力を有していてもある船速以上のPart Ⅳ, The Society of Naval Architects of Japan, TokyoJapan,1982

高速域で横不安定現象を生じてついには転覆に至ることがある[7] 鷲尾祐秀、永松哲郎、貴島勝郎、 高速艇の横安定性の改良

ことを見てきた。逆に高速時に安定していても重心が上昇してに関する研究 、西武造船会会報第 86 号（平成 5 年 8 月）

GM が小さくなると同様に不安定となることも分かった。船首部に適当な波返し材を装備すると効果があることも分かった。

20 SRC NEWS No.103 December 2018

（技術顧問

兼総合コンサルティング事業室長

鷲尾

祐秀）

NEWS

総合コンサルティング事業室の活動事例紹介Sp はニューラルネッ

1. まえがきトワークを使用して推

当センターは、国内の海運・造船業界の現状に鑑み、及ばず

進性能と船体形状の関ながら昨年総合コンサルティング事業室（総コン室）を発足さ係を結び付けたツール

せた（SRC ニュース No.100、2017/6）。その後、NK（NKCS）

で、 主 要 目、Cp、Cw

殿とコラボする形で活動を展開している。

カーブなどのパラメー

現在まで当センターの主力業務である船型関係の業務を中心

タ（ここでは船型パラに、業界の各方面の方々からの様々なご相談に応じる形で体制

メータと呼ぶ）を利用を構築しているところである。最近の活動の事例を紹介すると、して、精度よくかつ効率的に船舶の推進性能を推定することが可

新たな船型開発業務を筆頭に、水槽試験全体に関する技術指導能である。Fig.1 は Sp の馬力推定画面の一例で、船型パラメータ

業務、モジュールプラントの輸送に関するプロジェクトシッピ

を入力すればワンクリックでこのような馬力推定を行うことが可ングコーディネーション業務や、海運・造船業界の幹部候補生

能である。

Fig.2 Tips Op による Cp カーブ最適化例

対象のセミナー講師を始め各種委員会における委員の委嘱業務

Op は Sp で開発された性能推定法を用い、遺伝的アルゴリなども請け負っている。また個別には、新規開発の船舶の方向

ズムにより馬力が最小となるように船型パラメータを最適化す性やトラブルなどのご相談もお受けしている。加えてルール改るツールである。Fig.2 には、排水量一定の条件の元での Cp カー

正に伴う、EEDI フェーズ 3 以降の対応船型の開発、SOx 規制

ブの最適化例を示している。原型の Cp カーブパラメータを入対応のスクラバーレトロフィット関係業務の FS などについて力し最適化を開始すると、条件にもよるが 10 分程度で最適化も前向きに対応を始めているところである。

が終了し、最適 Cp カーブが表示される。

ここでは、実施中の新たな船型の改良業務の方法と事例について以下ご紹介したい。

一方、Tips ではフレームラインの評価を行うことはできない。
このため、Tips で最適化された船型を用いてラフラインを作成

2. 実施中の船型改良の紹介

し、CFD により評価する。当センターでは LES 法による研究を進める一方、海上技術安全研究所により開発された RANS 法による当センターでは、永年蓄積してきた船型試験の経験を造船業

CFD Solver（NEPTUNE、SURF、NAGISA）を主に利用している。

界に還元するため、CFD 等の理論計算手法やニューラルネット

以上のように豊富な水槽試験結果を用いて、これらのソルバー

ワーク等の研究成果を利用した船型改良のコンサルティングをの計算結果を検証し、標準的な格子分割法、計算手法を定め、行ってきた。以下にその最新の例についてご紹介したい。

それに基づいて計算された結果と水槽試験結果の相関を検討し、2.1 船型改良の手法

より正確に船型を評価できるシステムを構築している。Fig.3 は船型改良は、主に以下の二つの手法を用いて行う。

船型改良の過程で得られた船体表面圧力と船尾流線である。

まずは SRC Tips（Tools for Initial Planning System）である。

船型改良に際しては、CFD 計算結果により得られる推進性能

SRC Tips は、SRC が 独 自 に 開 発 し た 船 型 初 期 設 計 シ ス テ ム（抵抗係数、自航要素、馬力）と合わせ、以上のような流場の情で、船舶の初期設計の報も貴重な資料となる。CFD 計算により与えられる流場情報を段階で有効な 5 つの参考に船型改良のポイントと方向を把握し、それに基づいて船ツールで構成されている。船型改良に主に使われるのは、Sp（Ship

Performance）お よ び
Op（Optimize）という二つのツールである。

Fig.1 Tips Sp による馬力推定例

Fig.3 肥大船の船体表面圧力と船尾流線

SRC NEWS No.103 December 2018 21

型変更を進め、再度 CFD 計算を行う、という過程を繰り返し、目標性能の達成を目指している。

船種

長さ

改善率

貨物船

約 140m

約 13%

コンテナ船

約 150m

約 11%

SRC Tips は短時間で様々な検討が可能な非常に効率の高いプロダクト船約 170m

約 13%

船型初期設計システムである。他方 CFD は、準備作業を含め

貨物船

約 100m

約 8%

バラ積み船

約 180m約 12%報を可視化できるという特徴を持っている。このように当セン

ガス船

約 100m

約 32%

バラ積み船

約 180m

約 2%

ターではそれぞれの性能推定手法の特徴を生かし、効率的に船

ケミカル船

約 130m

約 2%

型改良を進める体制を整えている。

ケミカル船

約 120m

進行中

ると日単位の時間はかかるが、船型改良に有益な詳細な流場情Fig.4 船型改良の実績

2.2 船型改良の手順
標準的な船型改良手順を以下に示す。

（1）母船型、開発船型の情報入手

ここに示した実績は全て平水中の推進性能を改良したものである。個々の船型では制約条件は異なるため、厳しい条件から依頼者殿より、Type Ship となる船型の情報（主要目、GA、

比較的緩やかなものまでさまざまなものがある。このため改善

線図、現状性能等）を入手し、同時に開発船型の制約条件、目率は最小 2% から最大 30% 以上までかなりのバラツキがあるが、標性能等をご提供いただく。

平均すると約 12% の改善が実現されていることが分る。但し、（2）船型改良の可能性の検討

改善率が低いものは、ベースとした船型そのものが元々改良さ（1）の情報を元に、Tips Sp、Op 等を使用して、提供されたれた優秀船型によったものであることに起因する。このように主目標性能の実現可能性を判断する。また、パラメータスタディ、

要目やプロペラ直径、主機の変更がある程度許されるような柔最適化を行うことにより、最適な主要目等の提案、制約条件に

軟な制約条件であれば、現在運航している船型でも 10% 以上のついてのアドバイス等を行う。

推進性能改善は十分可能であると考えている。今後は平水中の（3）開発目標の設定

みならず、波浪中性能の改善を合わせ、より実海域での運航条

以上の検討を元に依頼者殿と協議の上、当該プロジェクトの
目標性能、制約条件（主要目、燃費、EEDI 値、保証速力等々）を設定する。

（4）船型改良と実用性の確認

件に近い状態での船型改良を進めていきたいと考えている。

3. 今後の活動
日本の造船業界は、この 10 年で国内の他の業種に比べて世Type Ship のデータと与えられた制約条件を用いて Tips Op に

代間ギャップがとても大きくなり、多種多様な船型に対する経より、目標性能を満たす船型を数隻設計する。これらの船型の験者も乏しくなっており、次世代への引継ぎに困難な問題を抱

性能を Tips Sp、CFD により確認し、最良のものを依頼者殿に提えている。元より総コン室は、開発・設計を中心として業界に供し、機関室、Tank や Hold の配置、容積等をチェックいただい

おいて補完的な役割を果たしていきたいと考えている。それにた結果のフィードバックを受け、必要な船型の変更、改良を重ねはまず蓄積されたデータを後続部隊が即使える形で整備しておていく。このプロセスを数回繰り返し、最終船型を決定する。

かねばならないと考えている。

（5）水槽試験による性能確認

幸いなことに日本の業界には多くの先達によって既に輝かし依頼者殿に確認していただいた最終船型により模型船を製作い実績データが山ほど存在するが、これらビッグデータともい

し、水槽試験を行う。水槽試験結果より実船の性能を推定し、える蓄積された遺産を容易に活用できる形で次世代を引き継ぐ

要求性能を満たしているか確認するとともに、EEDI を計算す

若者たちへ引き継いでいくことが肝要ではないかと考えている。

るために必要なデータを確定する。模型船−実船間の性能の相船型データについては上記で示されたように当センターで実関を表わす係数（Δ CF、Wake Ratio）、実船プロペラ性能等は船として建造された実績のある船型群約 4,000 隻に及ぶデータ

依頼者殿より指定することが可能である。ご指定が無い場合はを無次元化して線図創生をはじめとしたシステムを構築して活SRC 標準の手法で計算し、実船の性能を推定することになる。

用できている。このシステムにリンクする形で、次世代を担う

EEDI 認証を行うためには、EEDI 状態で試運転を行う船を除き、者たちが、性能計算から、構造設計、船体、機関、電気の各部

最低 2 載貨状態（EEDI 状態、試運転状態）の抵抗・自航試験を行艤装設計が一貫してこなせるシステムを構築しておくべきではう必要がある。この他にプロペラ設計を行うために役立つプロ

ないかと検討を進めている。ご要請に応じて各方面の出張講義

ペラ面の流場を計測する試験（伴流計測）を行うこともある。

などの準備も進めているので是非お声をかけて頂きたい。

2.3 船型改良例（技術顧問

船型改良の最近での主な実績を Fig.4 に示す。

22 SRC NEWS No.103 December 2018

兼総合コンサルティング事業室長

鷲尾

試験センター技術部長

祐秀

金井

健）

一般財団法人 日本造船技術センター
技術セミナーの開催

Topics

一般財団法人日本造船技術センターは、11 月 12 日（月）広島市内において、「平成 30 年度 一般財団法人日本造船技術センター 技術セミナー」を開催し、全国各地の造船会社、舶
用機器メーカー、海運事業者などから、約 160 人の参加を頂きました。
本年のセミナーでは、外部講師の方々に以下とおりご講演を頂きました。また、当センター
からは、船型開発に関する支援の取組等について紹介致しました。
（1）IMO の海洋環境規制の動向（4）新たな動力システムの開発

国際海事機関（IMO）海洋環境保護委員会（MEPC）議長
国土交通省海事局（国研）海上・港湾・航空技術研究所

斎藤船舶産業課長

代理：国土交通省海事局海洋・環境政策課

海上技術安全研究所（2）EEDI 予備認証試験に関する国際機関の動向（株）豊田自動織機技術・開発本部開発第二部

ITTC/AC（国際試験水槽会議 / 評議会）副議長

鈴木グループ長

代理：（株）豊田自動織機 トヨタ L&F カンパニー

ジャパンマリンユナイテッド（株）技術研究所流体研究グループ

大森主幹（3）2020 年からの SOx 規制の強化
国土交通省海事局海洋・環境政策課

平田環境・動力系長（5）産業車両分野への FC（水素燃料電池）の展開

今井環境渉外室長

産車用 FC プロジェクト

吉川主査（6）造船作業を支援する AR（拡張現実）技術の開発
今井環境渉外室長（国研）海上・港湾・航空技術研究所
海上技術安全研究所構造基盤技術系

松尾主任研究員

会場は満席となり、参加者の皆様には講演に熱心に耳を傾け、積極的に質疑にも参加頂き、盛況裡にセミナーを終了することができましたこと感謝申し上げます。更に、本セミナーの開催にあたり、ご多忙中にもかかわらず、ご講演を頂きました講師の皆様方、そして、ご協力を賜りました中国運輸局（企画室

殿に心より感謝申し上げます。

田中

信行）

委員会等
● 第20回理事会（通常）● 第142回HRC委員会

平成30年6月5日 日本造船技術センター役員会議室● 第1回SPCG委員会
平成30年6月13日

平成30年6月13日● 第13回

日本造船技術センター大会議室● 第2回SPCG委員会

日本造船技術センター大会議室

平成30年10月11日

評議員会（定時）平成30年6月27日

日本造船技術センター役員会議室

今年は自然災害が多かったような気がしたので、ネットで調べてみました。
と台風による災害が多くありました。

下記までご連絡をお願いいたします。
〒 180-0003

9 月 6 日には北海道胆振東部地震が発生していました。特に、胆振東部地震の被害は甚大で 41 名もの方が亡くなっています。
しかし、台風の被害はもっと甚大でした。台風 7 号の影響により 6 月下旬
から 7 月上旬に西日本では記録的な豪雨となり、広島県を中心に 200 名を超える犠牲者が出たのをはじめ、7 月 28 日には逆走台風の影響で伊豆半島の東ニュースで取り上げられました。更に 9 月 4 日には紀伊水道を北上した台風

日本造船技術センター大会議室

試験等の申し込み、問い合わせは地震で言うと、4 月 9 日に島根県西部地震、6 月 18 日に大阪府北部地震、海岸で被害が発生、ホテルの海に面したガラスが波で割れてしまったことは

平成30年10月11日

申し込みの受付

編集後記
そして、実際にその通りであったあったことを再認識しました。特に、地震

日本造船技術センター大会議室● 第143回HRC委員会

東京都武蔵野市吉祥寺南町 1 丁目 6 番 1 号
吉祥寺スバルビル 3 階

TEL 0422-40-2820

地図の影響で高潮が発生し、関空が水浸しになってしまったりしました。
地震の方は分かりませんが、台風の方は近年言われている地球温暖化との関係があるのかもしれません。
「温暖化の影響で海水温が高くなったために、台風が発達しやすく、しかも長い時間強い勢力を維持できる。」と説明されると、なるほどと、素直に納得してしまいます。
温室効果ガスに対する排出規制として船舶の場合には EEDI 規制が行われています。2025 年に始まる基準値からの 30% 削減という目標は、規制が議論されていた頃は途方もない目標のように思われていましたが、こうした自然
災害の続発を目のあたりにすると、改めて、自分自身の事として真剣に取り組まなければならないと考えるようになりました。

入口

今年は本当に自然災害が多い年でした。ネットを見ると、戌年は自然災害が多い年になる傾向があるということをお正月にウエザーニュースが流していたようです。残念ながら、実際、この予想記事のとおりになってしまったわけです。そして、この編集後記を書いている時点では未だ 1 か月が残されているので、できれば残された 1 か月は自然災害がなく、無事に今年の終わりを迎えることができることを祈るばかりです。

SRC NEWS No.103 December 2018 23

Shipbuilding Research Centre of Japan

一般財団法人 日本造船技術センター

http://www.srcj.or.jp